Chambre réverbérante

Une chambre réverbérante est une salle d'expérimentation spécialement construite, relativement grande, où le champ acoustique est parfaitement diffus, c'est-à-dire que du fait des multiples réflexions des ondes sonores sur les parois, le champ de pression acoustique y est uniforme.

Présentation

Les parois d'une salle réverbérante réfléchissent les ondes sonores dans toutes les directions.

On recherche une réverbération donnant le plus rapidement possible un champ diffus, c'est-à-dire qu'après l'interruption de la source sonore, le son arrive en un point également de toutes les directions.

L'isolation vibratoire de l'infrastructure et des murs épais en béton assurent l'isolation aux bruits aériens et solidiens. Les parois y compris le plancher et le plafond ne sont pas parallèles pour éviter la formation d'ondes stationnaires ; des pièces acoustiques, telles que des panneaux courbes ou des sphères en plastique ou en bois, diffusent le son dans les angles. Des diffuseurs rotatifs peuvent être utilisés. Aux hautes fréquences, l'absorption de l'air prédomine sur celle de la structure^[1].

La fréquence limite de champ diffus, notée ${\displaystyle f_{\mathrm {lim} }}$, est la fréquence à partir de laquelle un champ réverbéré est considéré comme diffus^[2]. Elle doit être suffisamment basse ; ${\displaystyle f_{\mathrm {lim} }}$ est d'autant plus faible que le volume de la pièce est grand et que le temps de réverbération est faible.

Manfred Schroeder (en) a défini une fréquence au-dessus de laquelle une salle peut présenter un champ suffisamment diffus^[3] :

${\displaystyle f_{\mathrm {lim} }=2\ 000{\sqrt {\frac {T_{\mathrm {r} }}{V}}}}$

où T_r est le temps de réverbération et V le volume.

Le temps de réverbération d'une chambre réverbérante classique de volume égal à 250 m³ avoisine 10 s à 1 000 Hz^[4].

Utilisation

On utilise principalement de telles chambres pour mesurer^[1] :

• la puissance acoustique W d'une source, telle un lave-linge ou une machine d'atelier. La chambre réverbérante mélangeant les sons qui partent dans toutes les directions, il suffit de comparer la mesure de la pression acoustique en un point au résultat obtenu avec une source de référence (de puissance connue)^[5] ;
• le coefficient d'absorption acoustique d'un matériau^[6]. Les valeurs obtenues correspondent au coefficient d'absorption alpha Sabine, α_Sab, qui qualifie l'aptitude d'un matériau (ex. : matériau de construction) à absorber le son^[7]. La mesure de T_r, correspondant à la chambre nue, puis celle de T'_r (grande pièce de matériau de surface définie posée sur le plancher) permettent la détermination du α_Sab du matériau, par l'application de la formule de Sabine : ${\displaystyle T_{60}={\frac {k\cdot V}{A}}}$. Le volume n'ayant pas changé, la différence de temps de réverbération vient du terme ${\displaystyle A=\sum _{i=1}^{N}S_{i}\alpha _{i}}$, et dans ce terme, on remonte aisément au coefficient d'absorption de la partie de paroi remplacée par l'élément en essai ;
• la sensibilité d'un transducteur (exemple : microphone) vis-à-vis d'un champ diffus.

Les mesures se réalisent loin de la source, car au voisinage de la source le champ direct issu de celle-ci prédomine ; loin des parois, en raison des surpressions acoustiques provoquées par les réflexions. De même, la source est éloignée des parois réfléchissantes. On fait la moyenne de plusieurs mesures réalisées à plusieurs positions de la source et du microphone, le champ sonore n'étant pas parfaitement homogène^[1].

Dans l'étude du champ acoustique diffus, on considère la superposition des champs direct et réverbéré : la pression mesurée au moyen d'un microphone est égale à celle due au trajet direct de l'onde à mesurer (pression de l'onde en champ libre^[8]) plus la pression acoustique due aux nombreuses réflexions de cette onde sur les parois (pression réverbérée) ; ce qui est mesuré en termes de pression représente la réponse de la chambre à l'excitation créée par la source.

Voir aussi

Articles connexes

• Réverbération (acoustique)
• Temps de réverbération
• Écho
• Chambre anéchoïque

Normes

• ISO 354:2003 : Acoustique — Mesurage de l'absorption acoustique en salle réverbérante
• ISO 3743-1:2010 : Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique et des niveaux d'énergie acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression acoustique — Méthodes d'expertise en champ réverbéré applicables aux petites sources transportables — Partie 1 : Méthode par comparaison en salle d'essai à parois dures

Notes et références

1. (en) Gerhard Müller et Michael Möser, Handbook of Engineering Acoustics, Springer, 2013, 712 p. (ISBN 978-3-540-24052-5), p. 47-48
2. Au-delà de ${\displaystyle f_{\mathrm {lim} }}$, le champ acoustique est sensiblement homogène, la pression efficace est sensiblement identique en tout point du volume clos, à l'exception d'une zone située près de la source excitatrice.
3. Mario Rossi, Audio, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2007, 1^re éd., 782 p. (ISBN 978-2-88074-653-7, lire en ligne), p. 213
4. Pour cet exemple, l'application de la formule de Schroeder donne f_lim = 400 Hz.
5. W peut aussi être déterminé sur place dans les conditions d'utilisation au moyen d'un intensimètre acoustique. La source est entourée par une demi-sphère fictive sur laquelle on mesure l'intensité en une douzaine de points. On ajoute les produits des intensités par les angles solides correspondant et on divise par la surface de la sphère.
6. Égal au rapport de l'énergie absorbée par unité de surface par l'énergie totale reçue par unité de surface.
7. Le coefficient d'absorption acoustique peut aussi être déterminé au moyen d'un tube de Kundt ou d'un tube à impédance.
8. Voir Chambre anéchoïque ; à la différence d'une chambre réverbérante, les réflexions des ondes sont évitées dans une chambre anéchoïque.

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